package com.liuhuan.study.datastructures.linkedlist;

import lombok.*;

import java.util.Stack;

/**
 * @author LiuHuan
 * @date 2020-07-01 15:38
 * @desc 使用带head头的单向链表实现对水浒英雄排行榜管理
 */
public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        //创建要给链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

        //加入
        singleLinkedList.add(hero1);
        singleLinkedList.add(hero4);
        singleLinkedList.add(hero2);
        singleLinkedList.add(hero3);

        // 测试一下单链表的反转功能
        System.out.println("原来链表的情况~~");
        singleLinkedList.list();

        //		System.out.println("反转单链表~~");
        //		reversetList(singleLinkedList.getHead());
        //		singleLinkedList.list();

        System.out.println("测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~");
        reversePrint(singleLinkedList.getHead());

/*
		//加入按照编号的顺序
		singleLinkedList.addByOrder(hero1);
		singleLinkedList.addByOrder(hero4);
		singleLinkedList.addByOrder(hero2);
		singleLinkedList.addByOrder(hero3);

		//显示一把
		singleLinkedList.list();

		//测试修改节点的代码
		HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
		singleLinkedList.update(newHeroNode);

		System.out.println("修改后的链表情况~~");
		singleLinkedList.list();

		//删除一个节点
		singleLinkedList.del(1);
		singleLinkedList.del(4);
		System.out.println("删除后的链表情况~~");
		singleLinkedList.list();

		//测试一下 求单链表中有效节点的个数
		System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2

		//测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
		HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3);
		System.out.println("res=" + res);
*/

    }

    /**
     * 链表逆序打印 可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果
     *
     * @param head
     */
    public static void reversePrint(HeroNode head) {
        //空链表，不能打印
        if (head.next == null) {
            return;
        }
        //创建要给一个栈，将各个节点压入栈
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
        HeroNode cur = head.next;
        //将链表的所有节点压入栈
        while (cur != null) {
            stack.push(cur);
            //cur后移，这样就可以压入下一个节点
            cur = cur.next;
        }
        //将栈中的节点进行打印,pop 出栈
        while (stack.size() > 0) {
            //stack的特点是先进后出
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }

    /**
     * 将单链表反转
     *
     * @param head
     */
    public static void reversetList(HeroNode head) {
        //如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回
        if (head.next == null || head.next.next == null) {
            return;
        }

        //定义一个辅助的指针(变量)，帮助我们遍历原来的链表
        HeroNode cur = head.next;
        // 指向当前节点[cur]的下一个节点
        HeroNode next;
        HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
        //遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead 的最前端
        //动脑筋
        while (cur != null) {
            //先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
            next = cur.next;
            //将cur的下一个节点指向新的链表的最前端
            cur.next = reverseHead.next;
            //将cur 连接到新的链表上
            reverseHead.next = cur;
            //让cur后移
            cur = next;
        }
        //将head.next 指向 reverseHead.next , 实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }

    /**
     * 查找单链表中的倒数第k个结点 1. 编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index 2. index 表示是倒数第index个节点 3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength 4. 得到size
     * 后，我们从链表的第一个开始遍历 (size-index)个，就可以得到 5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回null
     *
     * @param head
     * @param index
     * @return
     */
    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
        //判断如果链表为空，返回null
        if (head.next == null) {
            //没有找到
            return null;
        }
        //第一个遍历得到链表的长度(节点个数)
        int size = getLength(head);
        //第二次遍历  size-index 位置，就是我们倒数的第K个节点
        //先做一个index的校验
        if (index <= 0 || index > size) {
            return null;
        }
        //定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的index
        HeroNode cur = head.next;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;

    }

    /**
     * 获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的链表，需求不统计头节点)
     *
     * @param head 链表的头节点
     * @return 返回的就是有效节点的个数
     */
    public static int getLength(HeroNode head) {
        //空链表
        if (head.next == null) {
            return 0;
        }
        int length = 0;
        //定义一个辅助的变量, 这里我们没有统计头节点
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            length++;
            //遍历
            cur = cur.next;
        }
        return length;
    }

}

/**
 * 单向链表
 */
class SingleLinkedList {

    /**
     * 先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据
     */
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    /**
     * 返回头节点
     *
     * @return
     */
    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    /**
     * 添加节点到单向链表，无序可重复
     * <p>
     * 思路，当不考虑编号顺序时 1. 找到当前链表的最后节点 2. 将最后这个节点的next 指向 新的节点
     *
     * @param heroNode
     */
    public void add(HeroNode heroNode) {

        //因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表，找到最后
        while (true) {
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            //如果没有找到最后, 将将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        //将最后这个节点的next 指向 新的节点
        temp.next = heroNode;
    }

    /**
     * 添加节点到单向链表，有序不可重复
     * <p>
     * 在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)
     *
     * @param heroNode
     */
    public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
        //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        //因为单链表，因为我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        //flag标志添加的编号是否存在，默认为false
        boolean flag = false;
        while (true) {
            //说明temp已经在链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break; //
            }
            //位置找到，就在temp的后面插入
            if (temp.next.no > heroNode.no) {
                break;
                //说明希望添加的heroNode的编号已然存在
            } else if (temp.next.no == heroNode.no) {
                //说明编号存在
                flag = true;
                break;
            }
            //后移，遍历当前链表
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag的值
        if (flag) {
            //不能添加，说明编号存在
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
        } else {
            //插入到链表中, temp的后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    /**
     * 修改节点的信息, 根据no编号来修改，即no编号不能改.
     *
     * @param newHeroNode
     */
    public void update(HeroNode newHeroNode) {
        //判断是否空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空~");
            return;
        }
        //找到需要修改的节点, 根据no编号
        //定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        //表示是否找到该节点
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                //已经遍历完链表
                break;
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
                //找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        } else {
            //没有找到
            System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }

    /**
     * 删除节点 1. head 不能动，因此我们需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点 2. 说明我们在比较时，是temp.next.no 和需要删除的节点的no比较
     *
     * @param no
     */
    public void del(int no) {
        HeroNode temp = head;
        // 标志是否找到待删除节点的
        boolean flag = false;
        while (true) {
            //已经到链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                //找到的待删除节点的前一个节点temp
                flag = true;
                break;
            }
            //temp后移，遍历
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag
        if (flag) {
            //找到，可以删除
            temp.next = temp.next.next;
        } else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
        }
    }

    /**
     * 显示链表[遍历]
     */
    public void list() {
        //判断链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点，不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移， 一定小心
            temp = temp.next;
        }
    }
}

/**
 * 定义HeroNode，每个HeroNode对象就是一个节点
 */
@Data
class HeroNode {
    /**
     * 编号
     */
    protected int no;
    /**
     * 名字
     */
    protected String name;
    /**
     * 花名
     */
    protected String nickname;
    /**
     * 指向下一个节点
     */
    protected HeroNode next;

    public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }
}
